关于电力系统极端外部灾害主动防御技术的评述

近年来台风、山火、覆冰、暴雨等极端外部灾害频发,对电力系统安全稳定运行构成了重大威胁。亟需实现对全网的态势感知、在线决策和一体化协同防控。文中基于“双碳”能源转型与新型电力系统建设的新形势,论述了电力系统极端外部灾害及其对电网影响的新特征;构建了基于决策信息流的电力系统极端外部灾害防御全过程体系;提出了将停电防线拓展至系统级与设备级的资源统筹;最后,对电力系统极端外部灾害主动防御技术的发展方向进行了展望。     

应对极端冰灾的电力系统多阶段韧性提升策略

为提升冰灾下电力系统的韧性,降低系统负荷削减量,提高系统恢复速率,提出一种应对极端冰灾的电力系统多阶段韧性提升策略。对冰灾场景以及受冰灾影响的线路故障率进行建模;从线路抗冰能力、系统负荷损失、系统恢复情况、线路受损情况、维修资源充裕度多个角度构建电力系统综合韧性评估指标,以定位冰灾下系统的薄弱环节;在此基础上,通过灾前线路故障风险预测、灾中机组出力调整以及除冰线路筛选和主动停运除冰、灾后维修顺序规划等策略提升冰灾下的系统韧性。基于IEEE 39和IEEE 118节点系统进行仿真分析,结果验证了所提韧性评估方法和提升策略的有效性。     

改革开放形势下的电力系统经济调度

本讨论了在当改革开放势下的电力系统经济调度工作，包括：经济调度目标，经济调度范围，电力交易，在线经济调度，水火电协调 燃料计划，发电费用特性和培训。     

暂态稳定预防控制和紧急控制的协调

研究了预防控制与紧急控制的互补性，强调在线预决策对暂态稳定控制的重要性；指出量化分析是决策优化的一个关键。指出预防控制和紧急控制的协调对电力市场下互联电网安全经济运行非常重要，并提出协调控制的数学模型，框架和逻辑－差分－微分－代数方程的稳定性分析和控制优化方法。     

电力系统安全经济协调的概率调度理论研究

该文构建电力系统安全与经济相协调的概率调度模型。该模型通过电网安全价值系数使经济性和安全性折中,从而构成统一的期望目标,在满足电网正常状态和一定预想事故集合对应约束下,获取概率的最优解。其中,所谓调度的经济性,是考虑了系统的期望运行耗费,并包含事故状态下发电机组再调整和负荷中断所对应的安全校正耗费;所谓调度的安全性,是考虑了电网期望载荷的严重程度。因此,实现了调度经济性与安全性的均衡协调,采用安全经济风险圆图对运行风险水平进行了可视表达,适应市场环境下有功优化调度的智能决策理念。最后以6节点系统为例,详细分析本文模型的机理,论证其有效性和合理性。     

极端灾害状态下配电网的应变能力

在发生极端灾害时,利用分布式电源、储能以及微电网等本地电源快速恢复配电网中的关键负荷可有效提升配电网的应变能力。文章详细介绍了电力系统"应变能力(resilience)"的基本概念、内涵及评价指标,分析了配电网应变能力的研究需求与提升手段,并提出了利用微电网实现配电网关键负荷供电恢复的方法。在此基础上,针对美国华盛顿州立大学(WSU)微电网、西北太平洋国家实验室(PNNL)4馈线1069节点配电网案例进行了分析与研究。分析结果表明,极端灾害场景下将微电网作为紧急电源可有效减小关键负荷的断电时间,从而提升配电网的应变能力;分布式电源的暂态特性对于供电恢复策略的可行性有较大影响,在制定供电恢复策略时应考虑。最后对配电网应变能力研究进行了展望。     

基于动态安全域的电力系统暂态稳定预防控制、紧急控制及其协调

针对预防控制和紧急控制之间的互补性特点,建立了预防控制和紧急控制协调控制优化问题的数学模型,并在基于扩展等面积准则的动态安全域的基础上,提出了预防控制措施和紧急控制措施搜索算法以及协调控制的优化策略.在进行预防控制措施搜索时,利用适应度函数解决了失稳模式冲突所带来的初始可行解难以求解的问题,全面反映了不同故障不同失稳模式的动态安全域交集的分布.提出的紧急控制措施搜索算法根据切机搜索过程中失稳模式的改变情况来改变最优切机点,避免了切机负效应的影响.最后在8机32节点的系统上进行的算例验证了所提方法的正确性.     

台风灾害下考虑连锁故障的电力系统弹性评估

随着全球气候变化导致台风灾害频繁发生,亟须进行准确的弹性评估,以掌握电力系统在应对台风灾害方面的能力。针对现有弹性评估方法对连锁故障过程考虑不足的问题,提出了一种充分考虑连锁故障演化过程的电力系统弹性评估方法。首先,通过输电线路故障模型生成初始故障场景;其次,进行连锁故障演化的模拟;然后,建立弹性评估指标;最后,以IEEE 118节点系统为例进行仿真分析,结果表明所提方法能更合理地评估电力系统弹性。     

台风灾害下考虑脆弱线路加固的新型电力系统弹性提升方法

随着双碳目标的提出,传统电力系统将不断向新型电力系统转变。在此背景下,有效应对台风等小概率高损失的极端自然灾害事件是新型电力系统建设中的巨大挑战。线路加固在提升新型电力系统弹性方面有重要作用,但现有加固措施方案制定过程中对新型电力系统内输电网侧脆弱线路关注较少,忽略了灾害下脆弱线路开断引发的多重故障风险,可能导致加固方案适用性减弱。文中聚焦台风灾害,将灾害下负荷损失和脆弱线路存护比例作为弹性量化指标,提出一种考虑脆弱线路加固的新型电力系统弹性提升模型。根据弹性指标特性,分别将灾害下负荷损失和脆弱线路存护比例作为目标函数和约束条件,该模型以线路加固成本、台风灾害下切负荷成本之和最小为目标,考虑了脆弱线路存护比例约束。通过IEEE RTS 24系统算例分析表明所提方法能够有效满足弹性指标要求。     

极端冰雪灾害对电力系统运行影响的综合评估

冰雪等极端气象事件可影响电力系统运行,甚至破坏输变电设备.电力系统智能化调度决策和安伞防御体系需要预知气象事件,并对其影响做出量化评估.分析冰雪灾害侵袭电网的过稃特点,设计冰雪灾害下电力系统运行模拟程序框架,开发了初步的冰雪气象条件下电力系统运行的模拟程序.提出一种综合评价方法来评价气象事件对电网的影响,从稳定性、安全性和经济性3方面进行考虑,并采用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)对各层面的影响进行综合评估.将所述方法用十冰雪灾害侵袭电网的各个典型阶段的综合评估.仿真结果表明该方法可量化极端冰雪气象事件对电网影响的程度和趋势.     

对电网调度自动化系统应急预案的探索

对电网调度自动化系统应急预案,从技术支撑和精细化管理两个方面进行系统分析与探索,以期提高对紧急事件快速反应和抗风险的综合能力。     

计及统一潮流控制器的电力系统双层协调弹性调度

极端天气造成的故障会引发潮流转移,触发连锁故障,从而增加了大规模停电事故发生的概率。高比例电力电子设备接入电网的趋势增加了电网调度的灵活性。因此,提出计及统一潮流控制器的电力系统双层协调弹性调度策略。采用随机场景生成的方法模拟极端天气事件;通过潮流熵定量描述极端天气下潮流分布的不均衡性,以表征发生连锁故障的风险;将弹性调度代价最低和潮流熵最低分别作为上下层模型的目标函数,同时基于统一潮流控制器的调节潮流特性,构建双层弹性调度模型;基于KKT条件和对偶原则,将原双层调度模型转化为单层混合整数线性优化模型进行求解,并通过装有统一潮流控制器的IEEE 39和IEEE118节点系统进行算例仿真,验证了所提模型在降低大规模停电事故概率和提升系统弹性方面的有效性。     

风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型

高比例新能源并网带来的波动性影响和新能源消纳水平不足已成为新型电力系统中亟须解决的问题。为此,基于风、光、负荷预测精度随时间尺度缩短而逐级提高的特点和抽蓄机组日内灵活调节特性,建立风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型。以运行成本最小为目标,建立日前24 h发电计划、日内1 h发电计划和实时15 min发电计划。通过多时间尺度的协调配合,保证风、光、抽蓄出力良好跟踪负荷,逐级修正发电计划。以含6台抽蓄机组的风-光-抽蓄零碳电力系统为例开展仿真分析,结果表明所提多时间尺度协调调度模型有利于减少系统弃风、弃光量,且系统消纳风光的能力与抽蓄电站装机容量有关。     

地区电网调度自动化系统的标准化与规范化建设

阐述了地区网调度自动化系统的标准化、规范化建设的重要性,着重分析和讨论了建设中的关键问题：远动规约标准化、调度自动化系统软件标准化、SCADA／EMS系统质量检验标准化、调度管理信息系统规范化。并提出了地区电网调度自动化系统标准化、规范化建设的策略和发展方向。     

河南电网节能发电调度技术支持系统

河南电网节能发电调度技术支持系统立足于节能减排国策,注重节能减排效果与电网安全稳定运行相结合,发掘资源配置效率提升空间.通过"日前计划编制、滚动偏差调整、实时协调控制、秒级AGC多目标控制"的时序递进协调模式,搭建了先进的调度决策技术支持系统,提高了电网节能发电调度决策的前瞻性和可执行性.运行情况表明,该系统的投运提高了大容量机组负荷率和开机水平,降低了系统发电煤耗,节能减排效果和社会效益显著,实现了电网公司、发电企业和社会的多方共赢.     

电网调度微机开票系统的研究和开发

针对电网调度微机开票系统研究和开发基本属于空白的现状,提出了一种适合于电网调度微机开票系统研究和开发的新方法。该方法以网络图论和坐标定位的设计思想为理论基础,通过面向对象的编程语言实现软件系统的功能要求;先后介绍了软件系统的理论基础及其功能和面向对象语言的编程实现。目前,该系统已经在华东网调投入运行,运行情况良好,体现了该方法的有效性和可推广性。     

OPEN-2000系统在县级电网调度中的应用

三水市电网是县级电网,由于其发展快速,原采用的SAINAUT SPECTRAUM SCADA系统容量及功能已不能满足电网调度的需要,后改用南瑞集团公司的OPEN－2000系统。这是该系统首次用在县级电网上,为此,介绍该系统的功能和特点。OPEN－2000系统投入运行后,大大地提高三水市电网调度的自动化水平。实践证明,该系统是适合于县一级调度机构使用的。     

电力调度通信录音系统技术浅析

针对电力调度网中数字录音系统现状,分析了录音系统的几种方案,介绍了当前电力系统采用的录音系统的实现方案和主要技术,通过对主要技术特点的对比,介绍了各种技术适用的场合,并对以后基于VoIP和软交换的录音系统的实现提出了方案。     

基于节点综合权值的电力应急物资调度模型研究

电力系统受损后恢复阶段,科学合理的电力应急物资调度模型必不可少。为此,提出一种基于节点综合权值的电力应急物资调度模型。首先分析建立以物资满意度和时间满意度为目标的函数。其次在目标函数优化过程中,综合考虑影响应急点重要性的主观因素及客观因素以确定各应急点的综合权值作为目标函数的参数。最后通过对粤西某局部电力系统及电力应急物资调度图进行仿真分析,并与随机调度下的结果进行比较,验证了所提模型的科学性及有效性。